一种由乙酰丙酸制备5-甲基噻吩-2-硫醇的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及噻吩类化合物，尤其是涉及一种由乙酰丙酸制备5-甲基噻吩-2-硫醇 的方法。
【背景技术】
[0002] 乙酰丙酸是一种可由木质纤维素在水中经酸催化降解制备的平台化合物。
[0003] 中国专利CN1762231 A公开一种天然膏状肉味香精的制备方法，其中应用到的噻 吩类调味物质为3-噻吩硫醇、2_甲基_3_疏基噻吩、2_甲基_3_疏基_2，3_二氛噻吩、2_甲基- 4- 疏基-2，3-二氛卩莖吩或2-甲基疏基-4，5-二氛卩莖吩。
[0004] 中国专利CN104256499 A公开了一种鸡肉油状香精的制备方法，其中应用到2-甲 基-3-呋喃硫醇、2-甲基四氢呋喃-3-硫醇作为增香剂。
[0005] 中国专利CN101074226 A公开了一种盐酸多佐胺中间体3-(噻吩-2-硫醇)丁酸的 制备方法，其中一个重要中间体为噻吩-2-硫醇的格式试剂。
[0006] 中国专利CN104803969 A公开了一种丙烯酸型含硫代磺酸酯基高折射率单体及其 制备方法，其中噻吩-2-硫醇为原料之一。
[0007] 中国专利CN102881830 A公开了一种有机太阳能电池及其制备方法，其中用于空 穴传输层的单分子膜材料中需引入巯基噻吩基团。
[0008] 目前，工业上制备的噻吩类化学品均来源于化石资源如石油等。然而，至今未见有 以生物质基乙酰丙酸制备噻吩类化合物如5-甲基噻吩-2-硫醇的相关报道。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供低成本、高效率、可持续的一种由乙酰丙酸制备5-甲基噻 吩-2-硫醇的方法。
[0010] 本发明包括以下步骤：
[0011] 1)将乙酰丙酸加入溶剂中，再加入劳森试剂反应；
[0012] 2)将步骤1)所得产物碱洗，将4-甲氧苯基膦酸中和成盐转移至水相中，目标产物 5- 甲基噻吩-2-硫醇被保留在有机相中，并与4-甲氧苯基膦酸分离，有机相经减压蒸馏即得 5-甲基噻吩-2-硫醇。
[0013] 在步骤1)中，所述乙酰丙酸与溶剂的配比可为(0.006~0.12)g:lmL，其中，乙酰丙 酸以质量计算，溶剂以体积计算;所述溶剂可选自甲苯、二甲苯、乙苯等中的至少一种，优选 甲苯;所述劳森试剂的加入量按摩尔比可为乙酰丙酸与溶剂总量的0.5~3;所述反应可在 lbar氮气气氛或空气气氛下反应，反应的温度可为90°C~溶剂沸点，反应的时间可为15min ~6h;在反应过程中，劳森试剂被转化为4-甲氧苯基膦酸；
[0014] 在步骤2)中，所述碱洗可采用碳酸钠或碳酸氢钠溶液洗涤，所述碳酸钠或碳酸氢 钠溶液可采用质量百分浓度为3%~10%的碳酸钠或碳酸氢钠溶液，所述碳酸钠或碳酸氢 钠溶液的用量按体积比可为步骤1)所得产物的1~3倍;所述减压蒸馏的条件可为:真空度 22torr，温度为85°C;所得5-甲基噻吩-2-硫醇的纯度可达95%以上。
[0015] 以下给出本发明所涉及反应的原理：
[0016] 乙酰丙酸在溶剂中与劳森试剂反应，四号位上的羰基被硫代生成不稳定中间体4-硫羰基戊酸，该中间体立刻经历烯醇化-环化过程生成一级硫代产物5-甲基-2-酮_(2，3)-二氢噻吩、5-甲基-2-酮-(2,5)-二氢噻吩。两种一级硫代产物的二号位羰基会进一步与劳 森试剂发生硫代反应并发生烯醇异构化生成5-甲基噻吩-2-硫醇。同时，劳森试剂被转化为 4-甲氧苯基膦酸，由于5-甲基噻吩-2-硫醇难溶于水且酸性强于碳酸，故可使用碳酸钠或碳 酸氢钠溶液洗涤除去4-甲氧苯基膦酸。
[0017] 本发明以乙酰丙酸为原料，可经串联硫代反应制备并分离提纯得到5-甲基噻吩- 2-硫醇。该化合物与较多医药、香料、导电聚合物等产业中有价值的噻吩类原料及中间体拥 有类似的结构与性质，具有极大的应用潜力。
[0018] 本发明公开的一种以生物质基乙酰丙酸为原料制备5-甲基噻吩-2-硫醇的方法具 有低成本、高效率及可持续性的优势。本发明以木质纤维素基乙酰丙酸为原料，在劳森试剂 作用下经串联硫代反应生成5-甲基噻吩-2-硫醇，如下式所示。该过程反应条件温和，产物 收率高，分离纯化简单，所得产物在医药、香精等领域具有极高的应用潜力。
[0019]
[0020] 本发明的优点在于：
[0021] 第一，本发明采用可由生物质基木质纤维素转化而成的乙酰丙酸作为原料，具有 可持续性。
[0022] 第二，原料与劳森试剂反应，可在一次反应中经历串联硫代-成环-异构化过程制 得5-甲基噻吩-2-硫醇，步骤简单。
[0023] 第三，使用碳酸钠或碳酸氢钠溶液洗涤，可在不影响目标产物5-甲基噻吩-2-硫醇 的同时，有效将劳森试剂残渣4-甲氧苯基膦酸除去。
[0024] 第四，所得的5-甲基噻吩-2-硫醇具有丰富的反应位点如芳香性噻吩环、巯基等， 具有高度可塑性。
【附图说明】
[0025] 图1为由乙酰丙酸在劳森试剂存在下经串联硫代反应所得产物的GC-MS图谱。
[0026] 图2为5-甲基噻吩-2-硫醇的质谱图。
[0027] 图3为5-甲基噻吩-2-硫醇的h-NMR谱图（溶剂为氘代氯仿）。
[0028] 图4为5-甲基噻吩-2-硫醇的13C_NMR谱图（溶剂为氘代氯仿）。
【具体实施方式】
[0029]以下实施例将结合附图对本发明作进一步的描述。
[0030] 实施例1
[0031] 在15mL甲苯中加入0.23g乙酰丙酸，并加入2倍原料物质的量的劳森试剂，在100 °C、lbar氮气气氛下反应5h，得淡黄透明液。该液经2倍体积、质量浓度为10%的碳酸钠溶液 洗涤，经减压蒸馏分离得到5-甲基噻吩-2-硫醇，产率为62%。
[0032] 实施例2
[0033]在10mL二甲苯中加入0.06g乙酰丙酸，并加入1倍原料物质的量的劳森试剂，在110 °C、lbar氮气气氛下反应lh，得淡黄透明液。该液经1倍体积、质量浓度为5%的碳酸钠氢溶 液洗涤，经减压蒸馏分离得到5-甲基噻吩-2-硫醇，产率为46%。
[0034] 实施例3
[0035]在20mL甲苯中加入0.6g乙酰丙酸，并加入1.5倍原料物质的量的劳森试剂，在110 °C、lbar空气气氛下反应4h，得淡黄透明液。该液经3倍体积、质量浓度为7.5%的碳酸钠溶 液洗